Sissejuhatus
Võnkumisi ja laineid võib kohata meie ümber päevast päeva. Puuoksad liiguvad tuule käes, lapsed kiiguvad õues, auto vedrutab üles-alla ebaühtlasel teel sõites - sellist korduvat liikumist mingi kindla asendi (tasakaaluasendi) ümber nimetatakse võnkumiseks.
Võnkumine on perioodiline liikumine. See tähendab, et võnkuva eseme liikumine kordub teatud ajavahemike järel. Perioodiliste liikumiste hulka kuulub ka pöördliikumine ja ringliikumine. Pöördliikumise korral ese (ehk: keha) pöörleb ümber oma telje, aga selle keha iga punkt tiirleb mööda ringjoont. Näiteks: karussell pöörleb ja lapsed karussellil on pidevas ringliikumises. Laineid näeme me merel ja kuuleme kontserdisaalis. On huvitav, et helid jõuavad meie kõrva lainetena läbi õhu. Helilained ja merelained on esmapilgul üsna erinevad.
Lained tekivad siis, kui võnkumine levib edasi. See on võimalik, kui võnkuva keha ümbruses on palju teisi kehi, mis on üksteisega elastselt seotud ja vastastikmõjus. Kui panna üks selline keha võnkuma, siis hakkavad väikese hilinemisega võnkuma ka selle keha naaberkehad. Need omakorda panevad võnkuma järgmised naabrid. Nii võib võnkumine kanduda edasi kuitahes kaugele, võnkuvad kehad aga püsivad oma algsel kohal. Spordivõistlustel võib näha inimesi "laineid" tekitamas: grupp inimesi tribüünil tõuseb püsti ja tõstab käed üles, seejärel teevad sedasama nende naabrid, ja kätemeri justkui liiguks edasi mööda staadioni tribüüne, kuigi inimesed oma asukohta ei muuda.
Mehaanilised lained võivad olla a)ristlained - osakesed võnguvad risti laine levimise suunaga (näeme vee ja õhu piiril, ehk kõik lained veekogudes on ristlained) ja b) pikilained - osakesed võnguvad piki laine levimise suunda (helilained on pikilained)
Lainetel on järgmised omadused
- peegeldumine (helide puhul kaja teke)
- murdumine
- difraktsioon
- interferents
- polarisatsioon
Võnkumine on perioodiline liikumine. See tähendab, et võnkuva eseme liikumine kordub teatud ajavahemike järel. Perioodiliste liikumiste hulka kuulub ka pöördliikumine ja ringliikumine. Pöördliikumise korral ese (ehk: keha) pöörleb ümber oma telje, aga selle keha iga punkt tiirleb mööda ringjoont. Näiteks: karussell pöörleb ja lapsed karussellil on pidevas ringliikumises. Laineid näeme me merel ja kuuleme kontserdisaalis. On huvitav, et helid jõuavad meie kõrva lainetena läbi õhu. Helilained ja merelained on esmapilgul üsna erinevad.
Lained tekivad siis, kui võnkumine levib edasi. See on võimalik, kui võnkuva keha ümbruses on palju teisi kehi, mis on üksteisega elastselt seotud ja vastastikmõjus. Kui panna üks selline keha võnkuma, siis hakkavad väikese hilinemisega võnkuma ka selle keha naaberkehad. Need omakorda panevad võnkuma järgmised naabrid. Nii võib võnkumine kanduda edasi kuitahes kaugele, võnkuvad kehad aga püsivad oma algsel kohal. Spordivõistlustel võib näha inimesi "laineid" tekitamas: grupp inimesi tribüünil tõuseb püsti ja tõstab käed üles, seejärel teevad sedasama nende naabrid, ja kätemeri justkui liiguks edasi mööda staadioni tribüüne, kuigi inimesed oma asukohta ei muuda.
Mehaanilised lained võivad olla a)ristlained - osakesed võnguvad risti laine levimise suunaga (näeme vee ja õhu piiril, ehk kõik lained veekogudes on ristlained) ja b) pikilained - osakesed võnguvad piki laine levimise suunda (helilained on pikilained)
Lainetel on järgmised omadused
- peegeldumine (helide puhul kaja teke)
- murdumine
- difraktsioon
- interferents
- polarisatsioon
Võnkumisi iseloomustavad suurused
vnkumisi_iseloomustavad_jrgmised_suurused.doc | |
File Size: | 27 kb |
File Type: | doc |
Elektromagnetvõnkumised.
.....on laengu (q), voolutugevuse (I) ja pinge (U) perioodilised muutumised.
Kõikide nende suuruste kohta kirjutatavad võnkumiste võrrandid näitavad suuruse sõltuvust ajast ja on sarmase põhimõttega kui mehaaniliste võnkumiste korral hälbe x võrrand.
Voolutugevuse väärtust suvalisel ajahetkel saab leida võrrandist: i = I sin wt kus I on maximaalne väärtus, w omavõnkesagedus .
Pinge väärtust vastavalt u = U cos wt ja laengut q = Q cos wt.
VAstavate graafikute joonistamine on sama, nagu mehaaniliste võnkumiste korral
1. Vooluring, mille abil tekitatakse elektromagnetvõnkumisi on võnkering. Võnkeringi koostisosad on kondensaator ja pool. Kondensaatorit iseloomustav suurus on elektrimahtuvus C, ühikuks farad (F) ja pooli iseloomustav suurus on induktiivsus L, ühikuks henri (H).
2. Elektromagnetvõnkumiste perioodi saab arvutada valemist, mida nimetatakse Thompsoni võrrandiks.
3. Voolutugevusel ja pingel on erinevad väärtused - hetkväärtus (suvalisel hetkel mõõdetud), efektiivväärtus (nn keskmine väärtus) ja amplituudväärtus (maksimaalne väärtus).
4. Võnkeringi takistus koosneb kolmest osast: a) juhtmete takistus (efektiivtakistus R) b) pooli takistus ehk induktiivtakistus ja c) kondensaatori takistus ehk mahtuvustakistus.
Kõikide nende suuruste kohta kirjutatavad võnkumiste võrrandid näitavad suuruse sõltuvust ajast ja on sarmase põhimõttega kui mehaaniliste võnkumiste korral hälbe x võrrand.
Voolutugevuse väärtust suvalisel ajahetkel saab leida võrrandist: i = I sin wt kus I on maximaalne väärtus, w omavõnkesagedus .
Pinge väärtust vastavalt u = U cos wt ja laengut q = Q cos wt.
VAstavate graafikute joonistamine on sama, nagu mehaaniliste võnkumiste korral
1. Vooluring, mille abil tekitatakse elektromagnetvõnkumisi on võnkering. Võnkeringi koostisosad on kondensaator ja pool. Kondensaatorit iseloomustav suurus on elektrimahtuvus C, ühikuks farad (F) ja pooli iseloomustav suurus on induktiivsus L, ühikuks henri (H).
2. Elektromagnetvõnkumiste perioodi saab arvutada valemist, mida nimetatakse Thompsoni võrrandiks.
3. Voolutugevusel ja pingel on erinevad väärtused - hetkväärtus (suvalisel hetkel mõõdetud), efektiivväärtus (nn keskmine väärtus) ja amplituudväärtus (maksimaalne väärtus).
4. Võnkeringi takistus koosneb kolmest osast: a) juhtmete takistus (efektiivtakistus R) b) pooli takistus ehk induktiivtakistus ja c) kondensaatori takistus ehk mahtuvustakistus.
Vajalikud valemid
1. Thomsoni võrrand perioodi arvutamiseks: T = 2 π √ L C
2. Pinge võrrand: u = Um cos wt
3. Voolutugevuse võrrand: i = Im sin wt
4. Laengu võrrand q = qm cos wt
5. Induktiivtakistus RL = L w
6. Mahtuvustakistus Rc = 1/ Cw
Hea võrdlus vedrupendli võnkumise ja energiate muutumise kohta võnkumise käigus (kineetiline ja potentsiaalne mehaanilise võnkumise korral versus elektri- ja magnetvälja energia elektromagnetilise võnkumise korral on leitav siit:
https://opik.fyysika.ee/index.php/book/section/4133#/section/4133